电催化产氢:从原理到应用

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作   者：

夏玉国;  王挺;  焦秀玲;  陈代荣; 

作者机构：

国家胶体材料工程技术研究中心山东大学化学与化工学院; 

关键词：

非贵金属催化剂;  电催化水分解;  电解池设计;  析氢反应; 

期刊名称：

中国科学(化学)

基金项目：

可压缩湍流的机理、模式及实验研究
湍流结构系综研究

i s s n：

1674-7224

年卷期：

2021 年 006 期

页   码：

595-609

摘   要：

全球人口增长及对能源需求的不断增大使能源安全问题日益严峻,开发可持续的非化石燃料能源是解决问题的有效途径.氢能具有无二氧化碳排放、能量密度高等特点,因此氢气被认为是理想的能源载体.在能量转换过程中,氢气可经由电能从再生能源中产生,以化学键的形式储存能量,亦可在需要时通过燃料电池或其他设备转换回电能并输送给终端.因此,探究高效的氢气制造方法和转换途径是实现氢能应用的重中之重.在氢气的制造策略中,电催化途径因具有快速、高效、高选择性和高性价比等特点成为目前高效制氢的最优选方案之一.自1833年Faraday首先提出电解水的概念,到19世纪20～30年代陆续出现不同种类的电解池装置,再至目前已发展的多种电催化制氢及耦合反应的设计,电解水制氢技术已取得了很大进步.本文从电催化制氢的基本原理、性能评价方法、电催化剂种类及电池结构对电催化制氢进行了总结,并评述了电催化制氢的最新研究进展,指出了目前研究中存在的问题及可能的解决方案.